3电磁感应（原卷版）

1、电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动就会产生感应电流的现象。2、产生感应电流必须同时满足三个条件：（1）电路是闭合的；（2）导体要在磁场做切割磁感线的运动；（3）切割磁感线运动的导体只能是一部分，三者缺一不可。如果不是闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流产生，只是在导体的两端产生感应电压。3、感应电流的方向：感应电流的方向跟导体切割磁感线运动方向和磁感线方向有关。因此要改变感应电流的方向，可以从两方面考虑，一是改变导体的运动方向，即与原运动方向相反；二是使磁感线方向反向。但是若导体运动方向和磁感线方向同时改变，则感应电流的方向不发生改变。【实验拓展】什么情况下磁能生电实验探究什么情况下磁能生电？设计实验将一根导线用细线悬挂起来，并与灵敏电流计（实验中产生的电流较小，普通电流表检测不出来）、开关串联组成闭合回路，将导线（用多匝方形线圈更明显）AB放在蹄形磁体的磁场中，如图所示。其中，蹄形磁体提供磁场，灵敏电流计用来检测电路中是否有电流并显示电流方向（灵敏检流计零刻度线在中间，指针可左右偏转以显示电流方向），开关用来控制电路的通断。进行实验按表格要求进行实验，并将实验现象填入表格中。实验序号电路磁场方向导体AB的运动方向灵敏电流计指针的偏转方向1闭合向下向右向左2向下向左向右3向上向右向右4向上向左向左5闭合向上静止不偏转6向下静止不偏转7向上上、下不偏转8向下上、下不偏转9断开重复上面的实验不偏转现象分析1实验1至4中导线AB做切割磁感线运动，灵敏电流计指针偏转，说明有电流产生；实验5至8中导线AB在磁场中静止或上下运动但不切割磁感线，灵敏电流计指针不偏转，说明没有电流产生；电路断开，重复以上所有实验，灵敏电流计指针都不发生偏转，说明也没有电流产生。归纳总结1闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生的电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。现象分析2①比较1、2或3、4可知，在磁场方向不变时，导线做切割磁感线运动的方向相反，产生的感应电流的方向也相反，说明感应电流方向与导线切割磁感线运动的方向有关；②比较实验1、3或2、4可知，调换磁体N、S极位置，导线做切割磁感线运动的方向相同，产生的感应电流的方向相反，说明感应电流方向与磁场方向有关；③比较实验1、4或2、3可知，调换磁体N、S极的位置，同时使导线做切割磁感线运动的方向相反，产生的感应电流的方向相同，说明同时使磁场方向和导线切割磁感线运动方向相反时，产生的感应电流方向不变。归纳总结2在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导线在磁场中做诶个磁感线运动的方向和磁场的方向有关。只改变磁场方向或导线切割磁感线运动方向，产生的感应电流的方向改变；若同时使磁场的方向和导线切割磁感线运动方向反向，则产生的感应电流方向不变。产生感应电流的条件1、导体为闭合电路的一部分。如果电路不闭合，导体切割磁感线时不会产生感应电流。2、导体做切割磁感线运动。（1）如果把磁场比作一块麦田，把磁感线比作生长的小麦，把导体比作镰刀，要切割小麦，必须让手指的镰刀与竖直的小麦成某一角度，垂直或斜着都可以切割到小麦，但如果镰刀在平行小麦的方向运动时，则无法切割；（2）由运动的相对性可知，如果导体静止，让磁场运动，也能产生切割磁感线的效果，也能产生感应电流。影响感应电流大小的因素1、导体做切割磁感线运动的速度越快，感应电流越大；2、磁场越强，感应电流越大；3、线圈匝数越多，感应电流越大。1、图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，下列哪种情况不会产生感应电流（）A．B．C．D．2、如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，闭合开关，让导体AB静止在磁场中，回路中是否有感应电流产生？；让导体AB做切割磁感线运动，回路中是否有感应电流产生？；当回路中有感应电流时，将磁极对调，改变磁场方向，感应电流的方向是否改变？。3、小科在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是（选填“甲”或“乙”）乙的工作原理是，如果要使甲的转动方向与原来相反，则应采取的措施是。1、风力发电路灯的核心部件是小型风力发电机，其工作原理是（）A．电磁感应 B．电流的磁效应C．磁场对电流的作用 D．磁极间的相互作用2、如图是一款自发电手电筒。上下快速移动手电筒，筒内的磁体就会上下运动，使筒壁上的线圈内产生感应电流，为手电筒内的蓄电池充电。下列说法正确的是（）A．动圈式话筒也应用了手电筒的发电原理B．感应电流给蓄电池充电时，蓄电池相当于电源C．闭合开关，灯泡发光，灯泡将光能转化为电能D．导线中电流的方向就是电荷定向移动的方向3、小科学习了“电与磁”知识后，设计了如图所示的装置：用导线将磁场中的金属杆ab、cd和光滑金属导轨连接成闭合回路。以下说法正确的是（）A．当左右移动cd时，ab不会运动B．当左右移动ab时，cd会运动C．当上下移动右侧磁体时，ab会运动D．当左右移动cd时，右侧装置工作原理与电动机原理相同4、关于下列四幅图片，说法正确的是（）。A．图甲：说明通电导线周围存在磁场B．图乙：导体ab沿竖直方向上下运动时，电流表指针偏转C．图丙：闭合开关，蹄形磁体磁极上下对调后，导体ab的运动方向不发生改变D．图丁：探究的是电磁铁A、B的磁性强弱与电流大小的关系5、跳绳也可以“发电”。用一根带有绝缘皮的长铜导线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，据动跳绳时，发现灵敏电流计的指针左右摆动。则（）A．向任意方向摇绳均可产生电流 B．电流方向与绳子运动方向无关C．此过程中机械能转化为电能 D．跳绳发电属于电流的磁效应6、图所示，在探究产生感应电流条件的实验中，把马蹄型磁铁竖直放置在水平桌面上。闭合开关，当导体AB（竖直/水平）运动时，回路中有感应电流；当磁铁沿平行于AB的方向运动时，回路中感应电流。7、如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨，符号“×”表示垂直于纸面指向纸而里的磁场的磁感线。现将铜棒EF和GH垂直放在金属导轨上，当拉动GH使其向左或向右移动时，发现EF也向左或向右移动。则GH棒上发生的能量的转化是；请解释发生上述现象的原因。8、无线充电是一种更便捷的充电方式。如图甲所示是市场上支持无线充电的智能和充电器。无线充电的原理是：电流通过送电线圈（充电器内）产生磁场，受电线圈（上）靠近磁场时就会产生电流，给智能充电，如图乙所示。送电线圈处的工作原理是（选填“奥斯特”、“法拉第”）发现的，受电线圈处用到了如下图（选填“A”、“B”）所示的实验原理。A、B、1、如图所示是某小组的同学探究感应电流方向与哪些因素有关的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向)，下列说法中正确的是（）A.比较图(a)和图(b)可知，感应电流的方向与磁场方向有关B.比较图(b)和图(c)可知，感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向无关C.比较图(a)和图(c)可知，感应电流的方向与磁场方向无关D.由图(d)可以得出感应电流的方向与导体是否运动无关2、如图是分析发电机工作原理的剖面图，图中小圆圈表示垂直于纸面、绕垂直于纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分，当它在图中1、2、3、4位置按箭头方向运动时，会产生感应电流的是()A.1和2B.1、2和3C.1、3和4D.2、3和43、甲、乙、丙三个同学用长导线作为“绳子”，按图所示情景进行跳绳游戏.若想要使电流表的指针偏转最大，甲、乙同学站立的方向是（）A.南北方向B.东西方向C.任意方向都可以D.任意方向都无效4、如图所示，在磁场中悬挂一根直导线，导线的两端分别连接在电流表的两个接线柱上，组成一个闭合电路。当导线沿着图示方向运动时，有两个运动方向能使电流表的指针偏转，这两个运动方向是()A．向左或向右B．向上或向下C．向左或向上D．向右或向下5、如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面向内的磁感线，线框从位置A向右匀速移动到位置B的过程中，关于线框内产生感应电流的情况，下列说法中正确的是()A．无→有→无→有→无B．无→有→无C．没有感应电流D．一直有感应电流6、某校九年级科学兴趣小组的同学，学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。（1）如图甲，将小磁针放在南北方向的直导线正下方，小磁针静止，N极指向北。如图乙触接电源，小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后，小磁针恢复到图甲位置。如图丙，将电源正负极对调，再次触接电源，小磁针的N极向纸内偏转。则：①通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与有关；②断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了的作用；③如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图所示方向的偏转，原因是。（2）利用图戊所示的装置，让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动，观察电流表指针的偏转情况，记录在下表中。已知当电流从电流表的左侧接线柱流入时，指针向左偏转；从右侧接线柱流入时，指针向右偏转。实验次数导体棒移动情况电流表指针偏转情况1竖直向上不偏转2竖直向下不偏转3水平向左向右偏转4水平向右向左偏转根据表中记录的实验信息，完成下列问题：④由第1、2两次实验可知，导体棒AB平行于磁感线运动，闭合回路中（填“会”或“不会”）产生感应电流；⑤由第3、4两次实验可知，导体棒AB中感应电流的方向与的方向有关。如果固定导体棒AB，水平向右移动磁铁，电流表的指针向偏转；⑥本实验的设计不完整，不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整，应；⑦小明将电流表换成完好的小灯泡，再做第3、4两次实验时小灯泡不亮，最可能的原因是；⑧发电机的原理与本实验的原理一样，己图为发电机的示意图，图中时刻线框水平，箭头为线框旋转的方向，此时ab边中的电流方向（填“由a到b”或“由b到a”）7、图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。（1）实验时，小明通过观察来判断电路中是否产生感应电流；（2）小明进行了如图所示的5次操作，其中能产生感应电流的是（选填所有符合要求的操作序号）；（3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施：；（4）利用“磁生电”工作的装置有（选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。8、如图，在“探究什么情况下磁可以生电”实验中：序号实验操作电流表指针偏转情况1保持导体与磁体静止不偏转2保持磁体静止，导体水平向左切割磁感线向右偏